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NCEP CFSv2对北半球平流层极涡边界年代际变化特征模拟的评估

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高原气象 2021年第5期40卷 1012-1023页

作者：刘雅静韦志刚陈广宇刘雨佳北京师范大学地理科学学部地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 浙江省风力发电技术重点实验室浙江运达股份有限公司浙江杭州310012

利用欧洲中心ERA-I和NCEP CFSR再分析资料、NCEP CFSv2回报和预报资料,分析了20世纪80年代以来北半球平流层极涡边界的年代际变化特征,评估了CFSv2系统对北半球极涡边界的模拟能力。结果表明:1980-2017年,从整体趋势来讲,冬季北半球极... 详细信息

利用欧洲中心ERA-I和NCEP CFSR再分析资料、NCEP CFSv2回报和预报资料,分析了20世纪80年代以来北半球平流层极涡边界的年代际变化特征,评估了CFSv2系统对北半球极涡边界的模拟能力。结果表明:1980-2017年,从整体趋势来讲,冬季北半球极涡在北美区域回缩北退,在欧亚区域扩张南进;秋季北半球极涡在北美地区呈扩张趋势,在欧洲地区呈回缩趋势,在亚洲地区从20世纪80年代到21世纪00年代是明显扩张的趋势,10年代又为明显回缩趋势。在冬季,北美区域极涡回缩主要在20世纪90年代,欧洲区域极涡的南扩主要在21世纪00年代,亚洲区域极涡的南扩主要在20世纪90年代。在秋季,北美地区极涡边界的南扩主要在20世纪90年代,欧亚区域极涡的回缩发生在21世纪10年代,西欧地区的回缩最明显。CFSv2模拟的冬季极涡边界和面积的20世纪80年代至21世纪10年代的总体变化趋势与ERA-I资料一致,CFSv2尤其对21世纪10年代北美和亚洲极涡都扩张的趋势模拟的很清楚,但模拟的北美区域极涡边界呈回缩趋势的范围偏东,在10年代明显偏南,模拟的欧洲区域极涡边界20世纪90年代偏北,21世纪10年代偏南,没有模拟出亚洲区域极涡边界在20世纪90年代和21世纪00年代的扩张。CFSv2对秋季极涡边界和面积的模拟水平比冬季的低,对极涡边界和面积变化总体趋势的模拟较差,CFSv2模拟的北美地区极涡边界在20世纪90年代和21世纪10年代与ERA-I的一致,但20世纪90年代扩张的区域偏大,模拟的欧洲区域极涡边界的回缩主要在21世纪00年代,而ERA-I的在10年代,模拟的亚洲区域极涡边界在20世纪90年代与ERA-I的一致,但在21世纪00年代和10年代与ERA-I的误差较大。

关键词：极涡边界模拟评估

2010—2011年冬季La Ni?a事件对北半球极涡的影响分析

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北京大学学报：自然科学版 2017年第2期53卷 321-328页

作者：石柳付遵涛北京大学物理学院大气与海洋科学系北京100871

为了探讨强极涡与La Ni?a事件之间的关系,利用NCEP/NCAR(日平均、月平均位势高度及温度场)再分析资料对2010—2011年冬季进行个例研究。与气候态相比,2010—2011年冬季北半球平流层极涡偏强,同时,显著的强海温负异常(La Ni?a事件)也持... 详细信息

为了探讨强极涡与La Ni?a事件之间的关系,利用NCEP/NCAR(日平均、月平均位势高度及温度场)再分析资料对2010—2011年冬季进行个例研究。与气候态相比,2010—2011年冬季北半球平流层极涡偏强,同时,显著的强海温负异常(La Ni?a事件)也持续整个冬季。结果表明,受La Ni?a事件影响,对流层环流场和温度场得到较大的调整,出现PNA(Pacific North American)型异常环流形势和相对应的温度异常分布。2010年12月,阿留申地区出现负值的热量经向输送,使得该地区从对流层上升至平流层的行星波动与气候态相比明显减弱,从而导致平流层极涡较气候平均态偏强。这一La Ni?a事件对平流层极涡影响的动力过程也从1948—2010年期间选出的13个冬季强La Ni?a事件的合成分析结果中得到证实。

关键词：极涡行星波 La Nina事件合成分析

蒙古高压和极涡中期过程对2010年疆北持续性降雪的影响

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高原气象 2021年第2期40卷 302-313页

作者：马丽云饶建孙晓娟朱素行施春华陈长胜郭栋南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心江苏南京210044 南京信息工程大学大气科学学院江苏南京210044 南京信息工程大学雷丁学院江苏南京210044 南京信息工程大学大气科学与环境气象国家级实验教学示范中心江苏南京210044 吉林省气象台吉林长春130062

利用NCEP1再分析的逐日、逐月位势高度、海平面气压、风、温度、相对湿度资料与中国地面气候资料日值数据集(3.0)降水资料,分析了新疆北部2010年1-2月连续5次降雪过程以及蒙古高压和极涡对其的影响。结果表明:在充沛水汽条件下蒙古高压... 详细信息

利用NCEP1再分析的逐日、逐月位势高度、海平面气压、风、温度、相对湿度资料与中国地面气候资料日值数据集(3.0)降水资料,分析了新疆北部2010年1-2月连续5次降雪过程以及蒙古高压和极涡对其的影响。结果表明:在充沛水汽条件下蒙古高压强而连续的爆发是导致2010年降雪极端异常的重要原因。该年蒙古高压平均强度为历年最强,在此次持续性过程中,存在5次蒙古高压的南北移动和5次蒙古高压强度与面积的振荡。且每一次降雪、降温过程前基本都存在蒙古高压南进、面积增大、强度增强。蒙古高压中心纬度超前新疆日平均温度1~3天的相关和蒙古高压强度和面积指数超前新疆北部日平均温度1~4天的相关均显著。研究极涡与蒙古高压二者关系发现,前期对流层高层极涡增强、极涡中心北移,有利于后期的蒙古高压增强增大且中心南移。

关键词：新疆持续性降雪蒙古高压极涡中期天气过程

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极涡变化对欧亚大陆臭氧的影响研究

极涡变化对欧亚大陆臭氧的影响研究

作者：王雨竹云南大学

学位级别：硕士

本文主要利用1979～2018年欧洲中心提供的资料（位势高度场、海平面气压场、风场、温度场等数据）,计算了三种能够表征极涡变化的指数（AO/NAM、PVI、PVA）并结合等熵位涡对极涡变化进行总结分析。同时研究了欧亚大陆近年来臭氧的变化趋... 详细信息

本文主要利用1979～2018年欧洲中心提供的资料（位势高度场、海平面气压场、风场、温度场等数据）,计算了三种能够表征极涡变化的指数（AO/NAM、PVI、PVA）并结合等熵位涡对极涡变化进行总结分析。同时研究了欧亚大陆近年来臭氧的变化趋势,通过计算相关系数后,发现极涡的变化对欧亚大陆的臭氧有一定的影响。之后从风场、温度场、以及个例来讨论,主要结论总结如下:（1）AO/NAM指数、PVI指数、PVA指数都是在冬季变化最大。平流层极涡的强度有下传至对流层的可能性,但在下传过程中还是会出现异常的变异变频以及不能下传的情况。（2）对极涡南界特征等高线的选取方法上,使用每一年每一月的最大西风所在位置（年月精确法）能够更加精确的表征极涡南界特征等高线,使得等高线位置更加靠近最大西风所在处。（3）1月的等熵位涡中心位置变化能较好代替冬季的等熵位涡中心位置变化,2月极涡中心存在偏向欧亚大陆的情况。（4）欧亚大陆的欧洲部分和亚洲部分的分层臭氧变化都是平流层臭氧为负异常时,对流层臭氧对应多为正异常,平流层臭氧含量与对流层臭氧含量大多呈现反位相的关系。（5）在强极涡年,欧亚大陆的臭氧有从极地到赤道呈现负-正-负的结构;在弱极涡年,在欧亚大陆中高纬地区有呈现正-负-正的臭氧结构。（6）臭氧异常的向下输运受到对流层顶的阻碍非常显著。温度下传是造成臭氧下传受到对流层顶阻碍的重要原因。臭氧和温度的异常向对流层传输,在冬季后期依赖于PVI和PVA位相显著不规则的振幅强烈波动变化。

关键词：极涡北极平流层和对流层臭氧欧亚大陆

极涡与南亚高压的关系及对我国降水的协同影响

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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高原山地气象研究 2021年第2期41卷 1-9页

作者：崔乃文范广洲成都信息工程大学大气科学学院成都610225 高原大气与环境四川省重点实验室/气候与环境变化联合实验室成都610225

利用1951~2016年NCAR再分析月平均资料及台站降水资料,研究了极涡与南亚高压的关系及其对我国降水的协同影响。结果表明:极涡和南亚高压在夏、秋、冬季周期变化的时间尺度基本一致,夏季为准9a尺度变化,秋季为准8a尺度变化,冬季为准4a尺... 详细信息

利用1951~2016年NCAR再分析月平均资料及台站降水资料,研究了极涡与南亚高压的关系及其对我国降水的协同影响。结果表明:极涡和南亚高压在夏、秋、冬季周期变化的时间尺度基本一致,夏季为准9a尺度变化,秋季为准8a尺度变化,冬季为准4a尺度变化;极涡和南亚高压的相关性在夏季最强,在春季最弱,其同期变化对我国降水的影响十分显著;根据同期的极涡和南亚高压各自面积指数标准化距平的正负,将“正-正、正-负、负-正、负-负”四个模态分别定义为SS型、SW型、WS型、WW型,其中SW型与WS型占比较多,表明极涡与南亚高压的同期变化以负相关为主;春季极涡与南亚高压对我国降水的影响主要在新疆及东北渤海湾一带,SS型和WS型对应北方多雨,SW型和WW型反之;夏季其影响主要在高原北部及长江中下游地区,除SW型以外,其余三种分型均对应长江中下游地区多雨;秋季其影响主要在新疆地区,SS型和WS型对应该地区降水偏多,SW型和WW型反之;冬季其影响主要在新疆至长江三角洲一带,SW型对应40°N附近地区多雨,WW型对应西北至东南地区少雨;夏季,极涡与南亚高压的异常调整了东亚大气环流的配置,进而对我国的降水产生影响。

关键词：极涡南亚高压协同影响气候特征

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极涡探秘

环球科学 2023年第16期 34-35页

作者：艾尔萨·哈维曾菡(译) 不详

北极以严寒和黑暗漫长的冬天而闻名。这样的极端环境只会出现在地球的两极,为什么会这样呢?最重要的原因当然是这里接受到的阳光比较少,但其他因素也从中起到了不可忽视的作用。例如,南极和北极上空的大气中都有不断旋转的空气旋涡,把... 详细信息

北极以严寒和黑暗漫长的冬天而闻名。这样的极端环境只会出现在地球的两极,为什么会这样呢?最重要的原因当然是这里接受到的阳光比较少,但其他因素也从中起到了不可忽视的作用。例如,南极和北极上空的大气中都有不断旋转的空气旋涡,把冷空气困在了极地。这两处旋涡都被称为极地涡旋,简称极涡。

关键词：极端环境极涡北极不可忽视旋涡极地涡旋冷空气

维普期刊数据库评论

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北极臭氧年际变化特征及其与极涡的关系

遥感学报 2013年第3期17卷 527-540页

作者：张艳王维和张兴赢 LAWRENCE Flynn 中国气象局中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室北京100081 国家卫星气象中心北京100081 美国国家海洋大气管理局(NOAA) 国家环境卫星、数据、信息服务中心(NESDIS)卫星应用与研究中心(STAR)马里兰大学帕克分校美国MD20740

利用风云三号卫星搭载的紫外臭氧总量探测仪(TOU)和国际同类卫星的臭氧总量数据对1979年—2011年北半球春季臭氧特征进行了分析,发现北极臭氧年际变化显著,它与平流层温度变化一致(相关系数为0.75)。北极臭氧损耗异常强弱年的月均和日... 详细信息

利用风云三号卫星搭载的紫外臭氧总量探测仪(TOU)和国际同类卫星的臭氧总量数据对1979年—2011年北半球春季臭氧特征进行了分析,发现北极臭氧年际变化显著,它与平流层温度变化一致(相关系数为0.75)。北极臭氧损耗异常强弱年的月均和日变化特征有明显差异,春季北极臭氧损耗强年有明显的化学损耗过程(1997年和2011年),而弱年化学作用影响不明显(1999年和2010年)。损耗弱年的日变化型在不同年份特征不同,它的臭氧变化可能更多受天气过程的影响。综合分析北极涛动、极涡和平流层温度等大气环流背景场的变化,表明春季北极臭氧损耗强弱受大气环流变化影响。北极涛动指数正位相,极涡偏强偏冷,北极臭氧损耗异常偏高。北极涛动指数负位相,极涡偏弱偏暖,北极臭氧损耗异常偏低。

关键词：紫外臭氧总量探测仪大气臭氧总量风云三号极涡环流

亚洲东部冬季地面温度变化与平流层弱极涡的关系

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大气科学 2013年第3期27卷 668-678页

作者：易明建陈月娟周任君毕云邓淑梅中国科学技术大学地球和空间科学学院合肥230026 安徽省气象科学研究所合肥230031

利用NCEP资料计算NAM指数和标准化温度距平,对17次平流层弱极涡事件时亚洲东部温度变化进行了研究。结果表明:平流层环流异常比对流层温度变化超前约15天,地面温度变化的最大距平出现在平流层弱极涡后期,大约以40°N为界,北部比正常年... 详细信息

利用NCEP资料计算NAM指数和标准化温度距平,对17次平流层弱极涡事件时亚洲东部温度变化进行了研究。结果表明:平流层环流异常比对流层温度变化超前约15天,地面温度变化的最大距平出现在平流层弱极涡后期,大约以40°N为界,北部比正常年份偏冷而南部偏暖。文中通过位势涡度的分布和变化以及500hPa东亚大槽的变化讨论了其影响过程和机理,在弱极涡初期和中期,自平流层向下,高位涡冷空气主要局限于60°N以北。从弱极涡的后期开始,在45°N以北地区,高位涡冷空气向南扩张,在对流层中上层,极地附近的高位涡冷空气扩张到45°N附近。同时,500hPa东亚大槽虽有加强,但低压区向东延伸,而贝加尔湖附近的高压脊显著减弱,致使槽后的偏北气流减弱,槽后冷空气主要影响中国华北、东北及其以北地区,造成这些地区偏冷。而40°N以南地区,从弱极涡的后期开始有南方低位涡偏暖空气向北运动,同时冷空气活动减少,地面显著偏暖。

关键词：极涡亚洲东部温度变化

Seasonality of the Lagged Relationship between ENSO and the Northern Hemispheric Polar Vortex Variability

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Atmospheric and Oceanic Science Letters 2012年第2期5卷 113-118页

作者： Ren Rong-Cai State Key Lab of Atmospheric Sciences and Geophysical Fluid Dynamics(LASG) Institute of Atmospheric Physics Chinese Academy of Sciences Beijing 100029 China

This paper reports the seasonal feature of the relationship between ENSO and the stratospheric Polar Vortex Oscillation (PVO) variability in the Northern Hemisphere.It is shown that the lagged ENSO-PVO coupling relationship exhibits distinct seasonal feature,due to the strong seasonality of PVO and ENSO.Specifically,the PVO variability not only during winter,but also in autumn and spring months,is significantly correlated with ENSO anomalies leading by seasons;however,no significant effect of ENSO is found on the PVO variability in winter months of November and February.Although a significant ENSO effect is primarily observed when ENSO leads PVO by about one year,a significant correlation is also found between PVO in the following spring months (M +1 A +1) and ENSO anomalies in the previous autumn (A-1 S-1 O- 1 N -1) when ENSO anomalies lead by about 18 months.The significant correlation between PVO in various seasons and the corresponding ENSO anomalies leading by seasons could be explicitly verified in most of the individual years,confirming that the lagged ENSO effect can largely modulate the seasonal timescale variability of PVO.Moreover,the composite spatial patterns of the zonal-mean temperature anomalies further show that the ENSO effect on the PVO in various seasons is related to the interannual variability of the seasonal timescale PVO events.

关键词： ENSO事件季节性特征季节性变异北半球滞后极涡气温异常耦合关系